Разработка Зиминского месторождения каменной соли производственным подразделением Рудник ОАО «Саянскхимпласт», страница 4

Сущность способа подземного растворения каменной соли через индивидуальные скважины заключается в том, что соляная толща вскрывается буровыми скважинами до проектной глубины. Стволы скважин закрепляются колоннами обсадных труб до верхней границы отработки соли с целью изоляции соляной залежи от надсоленосных отложений и создания герметичной системы: соляная толща – камера - скважина. Скважины оборудуются технологическими колоннами труб (водоподающей и рассолозаборной). Через водоподающую колонну под давлением закачивается растворитель, вода или анолит (слабый рассол), на глубину залегания продуктивной толщи, где в результате растворения каменной соли образуется камера, заполненная рассолом. Рассол, получаемый в камере при растворении соли, под избыточным давлением поднимается на поверхность и транспортируется по трубопроводу потребителю.

Способ подземного растворения предусматривает две стадии размыва: подготовительную, при которой размывается опережающая выработка с получением слабых рассолов, транспортирующихся на донасыщение в действующие эксплуатационные скважины, и эксплуатационную, при которой отработка осуществляется с получением рассолов с концентрацией более 300 г/дм3 NaCl направляемых потребителю. На эксплуатационный режим добычи скважина переводится по достижении проектных параметров подготовительной выработки (гидровруба).

Отработка промышленной толщи предусматривается ступенчатым (послойным) методом снизу-вверх. При этом в заданном интервале размывается камера, близкая к цилиндрической, расчетного диаметра и высоты. Запасы каменной соли отрабатывают одиннадцать эксплуатационных скважин (2, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14). Скважина № 16 в стадии строительства.

Длительная эксплуатация месторождения послойным методом показала, что из-за сложности геологического строения месторождения указанный способ характеризуется рядом недостатков, которые устраняются путем применением при отработке отдельных пластов метода заглубленной водоподачи.

Сущность этого метода заключается в том, что в эксплуатационный период в камере по всей высоте интервала отработки создается зона смешения восходящего потока растворителя, поступающего из водоподающей колонны, с нисходящим потоком рассола, двигающегося сверху вниз вдоль боковых стенок камеры и поступающего в рассолозаборную колонну. "Башмак" водоподающей колонны устанавливается значительно ниже уровня нерастворителя (кровли камеры) - у подошвы отрабатываемого интервала соли, что обеспечивает всплывание более легкого растворителя и его интенсивное перемешивание с окружающим рассолом. Поэтому обеспечивается более равномерный съем соли по всей высоте отрабатываемого интервала.

"Башмак" рассолозаборной колонны устанавливается ниже "башмака" водоподающей колонны, в зоне консервации рассола.

На Руднике метод заглубленной водоподачи начал осваиваться на скважине № 5, при отработке VI промышленного пласта.

Глубина отработки месторождения, принятая проектом первой очереди – 1670м. На эту глубину пробурены скважины 1,4. Учитывая более чистый химический состав солей пласта VII и большую мощность пласта VIII-1 глубина отработки для скважин  5, 6, 8, 9, 10, 11 увеличена до отметки 1750 м, включая пласт VIII-1. В процессе эксплуатации этих скважин выяснилось, что соли пласта VIII-1 характеризуются очень  низкими прочностными свойствами, что является следствием частого обрушения пород. По этой причине  пласт VIII-1 из отработки исключен и скважины 2, 12, 13, 14, 16 пробурены до глубины 1710 м. На месторождении предусматривается комбинированная система отработки месторождения, т.е. сочетание при отработке различных пластов ступенчатого (послойного) метода и метода заглубленной водоподачи.

Для создания устойчивой системы разработки  предусмотрено оставление междукамерных целиков, обеспечивающих устойчивость и герметичность камер, а также сохранность земной поверхности, исключающую просадки. Ширина междукамерных целиков должна быть не менее двух зон влияния камер, т.е. не менее 60-100 м.

Растворение соли производится растворителем. В качестве растворителя используется  пресная  техническая  вода (при подготовительном размыве и промывках) плотностью   1.0 кг/дм3 или анолит (слабый рассол) поступающий с производства хлора и каустика концентрацией 150-210 г/дм3 при эксплуатационном режиме.

Управление развитием камеры до заданных размеров производится путем изменения режима растворения (прямоток, противоток), изменения производительности скважины и применения нерастворителя - жидкости, нейтральной к воде, рассолу, соли и имеющей плотность менее 1.0 кг/дм3. На Руднике в качестве нерастворителя применяются нефтепродукты и их смеси.

Нерастворитель, имеющий плотность менее плотности растворителя, в камере всплывает и перекрывает кровлю, препятствуя растворению соли и росту камеры вверх. Поэтому растворение соли происходит в боковых стенках и развитие камеры и ее прирост происходит в горизонтальном направлении.

Все скважины объединены в единую технологическую схему при помощи технологических трубопроводов с пультом управления в КРП (кор. 01).

От КРП на каждую скважину отходят два технологических трубопровода, соединяющие скважину с нагнетательными коллекторами воды, анолита и коллекторами приема из скважин кондиционного рассола (коллектор кондиционного рассола), слабого рассола (коллектор слабого рассола). От насосной станции нерастворителя также на каждую скважину отходит по одному трубопроводу соединяющему скважину с нагнетательным коллектором (коллектор нерастворителя)

Первые два трубопровода (КРП-скважина) поочередно, по мере надобности, выполняют роль нагнетательного и рассольного в зависимости от режима работы скважины (прямоток, противоток). Управление режимом производится в КРП с автоматизированного рабочего места (АРМ оператора) или непосредственно в ручную на оголовке скважины. Подача воды (при подготовительном размыве) в скважины производится нагнетательными насосами Н-3/1,2 типа ЦНСГА-105-490, а подача анолита (при эксплуатационном размыве) насосами Н-2/1,2,3 типа НЦС(К) – 300-600 обеспечивающими вытеснение рассола концентрацией не менее 300 г/дм3 из камер по рассолозаборной колонне и подачу его по магистральным трубопроводам в рассольный коллектор в КРП, а оттуда – потребителю с расходом 210-250 м3/ч.